黑磷可用于新型激光器和光电子器件的制造

合集下载

液相法制备黑磷的原理

液相法制备黑磷的原理黑磷是一种新兴的二维材料，具有丰富的磁电特性和优异的光电性能，在纳米电子学、能量存储和生物医学等领域具有广泛的应用前景。

液相法是一种常用的黑磷制备方法，它通过在液相环境中控制反应条件来实现黑磷的制备。

液相法制备黑磷的基本原理是利用化学反应在液相环境中实现黑磷的形成。

一般情况下，磷的存在形态有几种不同的形式，包括白磷（P4）、红磷和黑磷等。

其中，黑磷由红磷经过退火处理得到，在高温下红磷可以通过热解反应逐渐转化为黑磷。

制备黑磷的反应条件通常包括反应温度、反应时间、反应物浓度、添加剂等因素。

液相法制备黑磷的关键之一是选择合适的反应溶液。

一般来说，氨水和磷酸是液相反应中常见的反应溶液。

在液相环境中，磷酸可以被还原生成亚磷酸，然后亚磷酸再经过热解反应转化为黑磷。

而氨水可以作为一种氢源，促进亚磷酸的形成。

在制备黑磷的实验过程中，首先将红磷粉末与适量的磷酸酸化，生成亚磷酸。

然后，将亚磷酸溶液与氨水混合，在恒温条件下进行反应。

反应过程中，氨水能够作为还原剂参与反应，将亚磷酸还原为磷酸，从而促使黑磷的生成。

此外，还可以在反应体系中加入其他添加剂，如表面活性剂、稳定剂等，用于调控黑磷的性质和形貌。

液相法制备黑磷的反应温度通常在200-500摄氏度之间，反应时间可能会比较长，通常需要几个小时甚至几十个小时。

反应时间过长会导致杂质的混入，影响黑磷的纯度和晶体品质。

因此，在实验中需要控制好反应时间，确保反应的充分和均匀。

制备完成后，通过离心、过滤和洗涤等步骤可获得黑磷的纯品。

黑磷粉末常呈灰黑色，呈层状结构。

此外，在制备过程中还可以通过调控反应条件和添加剂类型等方式，实现对黑磷的形貌和性质的定向调控，包括片状结构、纳米带状结构等。

总之，液相法制备黑磷是一种简单有效的方法，通过在液相环境中控制磷的还原和反应条件，可以高效、可控地制备黑磷纳米材料。

液相法制备的黑磷具有优异的物理化学性质和广泛的应用前景，有望在新能源、光电子学和器件制备等领域发挥重要作用。

黑磷的结构及杂化方式

黑磷的结构及杂化方式引言黑磷是近年来备受关注的一种二维材料，它具有特殊的结构和优异的性质，在光电子学、能源储存、催化剂等领域有着广阔的应用前景。

本文将介绍黑磷的结构特征，并探讨其常见的杂化方式。

1. 黑磷的结构黑磷是一种由磷原子构成的二维材料，具有层状结构。

每个黑磷单层由一系列连接的六角形磷环组成，其中相邻环之间的共用原子形成了键合。

这种结构使得黑磷具有很高的柔韧性和可调控的带隙。

2. 黑磷的杂化方式黑磷可以通过多种方式进行杂化，其中最常见的方式包括顶部吸附、化学修饰和外部层覆盖。

2.1 顶部吸附顶部吸附是将其他原子或分子吸附到黑磷表面的一种方式。

这种方式可以改变黑磷的物理和化学性质。

例如，吸附金属原子可以调节黑磷的导电性，吸附有机分子可以增加其化学反应活性。

顶部吸附还可以用于制造传感器、催化剂等应用。

2.2 化学修饰化学修饰是通过在黑磷上引入新的化学基团来改变其性质。

这可以通过化学反应在黑磷表面引入新的官能团。

化学修饰可以调控黑磷的化学反应活性、稳定性和界面亲和性。

2.3 外部层覆盖外部层覆盖是指在黑磷表面添加另一层材料来增强其性能。

例如，通过在黑磷表面覆盖一层氧化物，可以增加其稳定性和光学特性。

外部层覆盖还可以用于修饰黑磷表面的光电性能，用于制备光电器件。

3. 应用前景黑磷的结构特征和杂化方式为其在各个领域的应用提供了广阔的前景。

在光电子学领域，黑磷的能带结构可以调控其电子能级，使其在光电器件中发挥重要作用。

由于黑磷具有可调控的带隙，因此可以用于制备光电转换器件、光探测器等。

在能源储存领域，通过吸附或化学修饰，黑磷的电子传输性能得到了显著提升。

黑磷可用作锂离子电池、超级电容器和储氢材料等。

在催化剂领域，黑磷具有高比表面积和丰富的表面活性位点，可以作为催化剂载体或直接参与催化反应。

通过杂化方式的调控，黑磷可以用于制备高效的催化剂，应用于水分解、二氧化碳还原和氧还原反应等。

结论黑磷作为一种新型的二维材料，具有独特的结构和优越的性质。

黑磷的电输运和光电特性研究以及电子气系统磁光电导率公式的推广

黑磷的电输运和光电特性研究以及电子气系统磁光电导率公式的推广一、研究背景及意义二、黑磷的电输运性质研究三、黑磷的光电特性研究四、电子气系统磁光电导率公式五、公式推广及实际应用六、存在的问题及解决途径七、未来研究展望一、研究背景及意义随着纳米科技的不断发展和进步，新材料研究越来越受到关注。

黑磷作为一种新型二维材料，因具有优异的电学、光学特性，受到了广泛的重视和研究。

黑磷的电输运与光电特性是其研究的重点方向之一，对于黑磷的应用和发展具有重要意义。

本研究旨在深入探讨黑磷的电输运与光学特性及磁光电导率的公式推广，以期为黑磷的实际应用提供理论基础和参考。

二、黑磷的电输运性质研究黑磷是一种六方晶系层式材料，其电输运性质与其晶体结构密切相关。

在不同方向和温度下，黑磷的电输运性能存在显著的差异，因此，对其电输运性质研究具有重要意义。

本章将从黑磷的晶体结构特点入手，详细阐述黑磷的电输运机理及其在不同方向和温度下的性能变化，为黑磷的实际应用提供理论指导。

三、黑磷的光电特性研究除了电输运特性外，黑磷还具有优异的光电学性质，这些特性是黑磷在光电子器件领域应用的重要基础。

本章首先介绍了黑磷的光学性质，然后着重探讨了黑磷的光电传感特性及其在纳米电子器件中的应用，同时，结合实验结果和理论计算，分析和探讨了光照条件对黑磷光电特性的影响规律，为黑磷的实际应用提供了理论指导和技术支持。

四、电子气系统磁光电导率公式黑磷的电输运性质与光电学性质是紧密关联的，为了探究黑磷的光电导率，本章提出了一个新的概念，即磁光电导率。

简要介绍了磁光电导率的物理意义和计算方法，同时基于电子气系统理论，提出了黑磷的磁光电导率公式，该公式直接表达了磁场、光场及载流子浓度之间的耦合关系，为黑磷的实际应用提供了理论基础。

五、公式推广及实际应用本章主要探究磁光电导率公式在实际应用中的推广和优化。

首先，针对公式推广的过程中遇到的问题，对公式进行进一步分析和优化。

其次，针对黑磷的其他电学、光学性质，综合运用公式进行实际的应用，包括黑磷的传感器、探测器等光电子器件，为黑磷的实际应用提供可能的方向。

新型二维半导体资料-黑磷

新型二维半导体材料-黑磷
• 引言 • 黑磷的基本性质 • 黑磷的制备方法 • 黑磷在电子器件中的应用 • 黑磷在生物医学领域的应用 • 黑磷的挑战与前景 • 结论
01
引言
黑磷的发现与特性
发现
黑磷是在2014年被发现的一种新型二维半导体材料，具有优异的电学和光学性能。
特性
黑磷具有高电子迁移率、良好的热稳定性和化学稳定性，以及优异的光电性能，在微电子、光电子和新能源等领域具有广阔的应用前景。
需要进一步研究的问题
黑磷的稳定性问题
黑磷在空气中容易氧化，影响其稳定性和实际应用。需要深入研究如何提高黑磷的稳定性，以及探索其在不同环境下的稳定性表现。
黑磷的可扩展性制备问题
目前黑磷的制备方法主要采用剥离法，难以实现大规模生产和应用。需要研究新的制备方法，提高黑磷的可扩展性和产量。
黑磷与其他材料的复合问题
为了拓展黑磷的应用领域，需要研究黑磷与其他材料的复合结构和性能，探索其在异质结构中的功能协同作用。
THANKS
感谢观看
04
黑磷在电子器件中的应用
场效应晶体管
总结词
黑磷具有优异电子传输性能和稳定性，使其成为制造高性能场效应晶体管的理想材料。
详细描述
黑磷场效应晶体管具有较高的开关比、低功耗和良好的热稳定性，适用于制造微电子设备和集成电路。黑磷晶体管的优异性能使其在物联网、智能传感器等领域具有广阔的应
用前景。
太阳能电池
黑磷的制备方法
直接剥离法
总结词
直接剥离法是一种简单而直接的方法，通过施加机械力将块体黑磷材料逐层剥离，得到二维黑磷片层。
详细描述
该方法利用机械力对块体黑磷材料进行剥离，如使用胶带或机械摩擦等方式，使黑磷片层从块体中分离出来。这种方法操作简单，但得到的二维黑磷片层尺寸较小，且厚度不易控制。

2024年黑磷市场环境分析

2024年黑磷市场环境分析1. 引言黑磷，也被称为磷砷术，是一种具有广泛应用前景的二维材料。

近年来，由于其独特的电子、热学和光学性质，黑磷在能源存储、光电子器件和生物医学领域引起了广泛的研究兴趣。

本文将对黑磷市场环境进行分析，以期为相关产业提供参考。

2. 黑磷市场规模与趋势根据市场调研数据显示，黑磷市场正不断壮大。

预计到2025年，全球黑磷市场规模将超过10亿美元。

这种快速增长的趋势主要得益于黑磷在能源领域的广泛应用。

黑磷具有优异的电子传输性能和理想的禁带宽度，使其在锂离子电池和太阳能电池等能源存储和转换设备中有着广阔的应用前景。

3. 黑磷市场竞争情况目前，黑磷市场的竞争程度较低。

由于黑磷的制备较为复杂，技术门槛较高，市场上的黑磷供应商相对较少。

然而，随着黑磷应用范围的不断扩大，预计竞争将逐渐加剧。

已有的黑磷供应商将面临新进入者和替代品的竞争压力。

4. 黑磷市场风险与挑战尽管黑磷具有广阔的市场前景，但在实际应用中仍存在一些挑战和风险。

首先，黑磷的制备成本较高，导致产品价格上升，限制了其市场竞争力。

其次，黑磷在稳定性和可操作性方面仍存在一些问题，需要进一步解决。

此外，政策和法规的变动也可能对黑磷产业造成一定的不确定性。

5. 黑磷市场前景分析尽管黑磷面临一些挑战和风险，但其在能源存储、光电子器件和生物医学领域的广泛应用前景仍然值得期待。

随着技术的发展和成本的降低，黑磷的市场份额有望进一步增加。

此外，黑磷的独特性质还为其在半导体器件和传感器等领域开拓出更广阔的市场空间。

6. 结论综上所述，黑磷市场正处于快速增长阶段。

尽管市场竞争程度较低，但随着技术的成熟和应用范围的扩大，竞争压力将逐渐增加。

面临的挑战包括制备成本高、稳定性问题以及政策不确定性等。

然而，黑磷在能源存储、光电子器件和生物医学领域的广泛应用前景使其市场前景依然看好。

清华大学科技成果——黑磷-碳布复合材料制备技术

清华大学科技成果——黑磷-碳布复合材料制备技术成果简介黑磷是一种新型的二维材料，由于其较宽的可调控直接带隙、高载流子迁移率和优异的各向异性光电性质，在电子学、光电子学、生物医药、电化学和储能等领域展现了巨大的应用潜力，成为“后石墨烯时代”最受瞩目的二维材料之一。

碳布（石墨化碳纤维布）是一种拥有独特功能性质的、可用于支撑功能型材料的三维空间构型的材料。

目前，碳布主要用作电沉积的基底材料，以与其它功能材料复合形成新的复合材料，所得的复合材料在电化学和储能方面有着广泛的应用前景。

我们发明了一种黑磷-碳布复合新材料，制备方法简单、温和且高效，所制得的黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的材料选择。

黑磷-碳布复合材料应用说明本技术以单质锡、碘、磷以及碳布作为原料，制备了一种新型的黑磷-碳布复合材料。

所得的黑磷-碳布复合材料表现出优异的电化学性能，特别是在电化学析氧反应中表现优异，能为电化学反应分解水提供新的催化剂选择。

电化学析氧反应特性效益分析随着人类对能源的需求以及环境意识的不断提高，可持续、环境友好的能源成为人们梦寐以求的发展对象。

水分解反应可以提供最理想的能源--氢气，因而一直具有巨大的吸引力。

水分解反应可以分为两个半反应：析氧反应和析氢反应，其中析氧反应在本质上更复杂，具有缓慢的析氧动力学，从而导致需要高的过电位来促进反应效率。

此外，析氧反应在金属-空气电池和再生燃料电池中也是一个重要的半反应，但在阴极上发生的析氧反应存在慢动力学的特征。

因此，迫切地需要发展有效而稳定的析氧反应催化剂来促进反应和动力学的进行，从而提高能量转换效率。

到目前为止，一些贵金属及其氧化物，例如Ru、Ir、RuO2和IrO2被公认是最好的析氧反应催化剂。

然而，由于其丰度低、成本高，他们广泛的商业应用受到很大的限制。

根据2015年美国地质调查局公布的数据显示，中国磷矿资源比较丰富，已探明资源总量仅次于摩洛哥，位居世界第二位。

2024年黑磷市场调查报告

2024年黑磷市场调查报告1. 引言黑磷是一种具有广泛应用前景的材料，其特殊的物理和化学性质使其在许多领域具有潜在的应用价值。

本报告旨在对全球黑磷市场进行调查和分析，以了解其市场规模、发展趋势以及主要参与者。

2. 市场概述2.1 市场定义黑磷是一种二维材料，由磷原子组成，具有特殊的电子和光学性质。

它可以用于制造电子器件、能量储存设备、生物传感器等，并在能源、生物医学、电子等领域展示出巨大的应用潜力。

2.2 市场规模根据市场研究数据显示，截至2021年底，全球黑磷市场规模约为X亿美元，并预计在未来五年内以年均X%的复合增长率增长。

2.3 市场动态黑磷市场在过去几年中保持了较高的增长势头。

市场的增长主要受到对新型电子材料的需求不断增加和对可持续能源技术的追求推动。

此外，黑磷独特的化学和物理性质也使得它在各个领域都具有广泛的应用前景。

3. 市场分析3.1 市场细分根据应用领域的不同，黑磷市场可以分为电子行业、能源行业、生物医学行业等多个细分市场。

其中，电子行业占据了黑磷市场的最大份额，其应用范围涵盖了半导体器件、光电子器件等。

3.2 市场竞争黑磷市场存在着多家主要参与者，包括生产商、供应商和分销商。

目前，市场竞争激烈，主要的公司包括ABC公司、XYZ公司等。

这些公司通过不断进行技术创新和产品研发来提高市场份额。

3.3 市场发展趋势随着技术的不断进步和创新，黑磷市场预计将迎来更多的机遇和发展。

一些新兴应用领域，如量子计算、人工智能等，将成为黑磷市场的新的增长驱动力。

4. 市场前景4.1 市场机遇黑磷作为一种新兴材料，在多个领域都存在着巨大的市场机遇。

随着能源需求的增加和环境保护意识的提高，对可再生能源和高性能电子器件的需求也将推动黑磷市场的发展。

4.2 市场挑战市场竞争激烈和技术难题是黑磷市场面临的主要挑战之一。

此外，黑磷的生产成本较高，也限制了其市场规模的扩大。

5. 结论黑磷市场具有广阔的应用前景和巨大的市场机遇。

下一个市场爆发点：堪比石墨烯的“梦幻材料”黑磷

下一个市场爆发点：堪比石墨烯的“梦幻材料”黑磷
北极星输配电网讯:【摘要】作为刚刚兴起两三年的新材料，石墨烯行业尚处于资本和产业群雄逐鹿时代。

然而，另一种新型单元素二维原子晶体材料黑磷被发现，与石墨烯类似，黑磷具有诸多优异特性，故被称为比肩石墨烯的梦幻材料。

黑磷的研究和应用才刚开始，其非线性光学特性被国内外多家单位证实并应用于超快激光的产生中。

可以预见不久的将来，它将成为第二个石墨烯。

首先，我们来了解一下石墨烯和黑磷究竟是什么东西？
石墨烯(二维碳材料)
手机充电只需几秒钟?史上最薄电灯泡?光驱动飞行器?关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。

石墨烯是什么?
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。

2004 年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈˙盖姆和康斯坦丁˙诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010 年诺贝尔物理学奖。

石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200 倍。

同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。

它是目前自然界最薄、强度最高的材料，假如用一块面积1 平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1 毫克便可以承受一只一千克的猫。

石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。

用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。

二维纳米材料黑磷的光电特性研究进展

范德华力作用【７】。黑磷独特的褶皱结构，使它展现出性，在生物医学领域具有其他无机纳米材料不具备的
有别于其他二维材料的优异性质和应用。首先，与石天然优势。本文主要介绍了黑磷的几种制备方法，并
第３８卷第４期２０１８年０８月
物理学进展
ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏ１．３８ＮＯ．４Ａｕｇ．２０１８
二维纳米材料黑磷的光电特性研究进展
尤凯熹，范涛健，葛颜绮，张晗
深圳大学黑磷光电Ｉ程实验室，光电协同刨新中心，光电Ｉ程学院
关键词：二维材料；黑磷制备；光电特性；光电应用
中图分类号：０７９９文献标识码：Ａ
ＤＯＩ：１０．１３７２５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｐｉｐ．２０１８．０４．００２
３
Ｍ４４５５６
６６７７
＂＂＂＂＂＂８８８Ｏ０Ｏｌｌ
文章编号：１０００—０５４２（２０１８）０４—０１６３—１２
１６３
１６４
（ａ）
尤凯熹等：二维纳米材料黑磷的光电特性研究进展
（ｃ）
团
（ｂ）
Ｃ
ｂ
ｂ
ａ
Ｃ
图１．（ａ）和（ｂ）在ａｃ和平面ｔ的单层ＢＰ的投影。上部和下部原子分别以浅色和深色呈现。（Ｃ）品胞的示意图．￣＿１／－Ｊ卡啊邻层之间的１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２单位的偏移［７１
分稳定。层内具有较强的共价键，并还留有个的电胞中，一个成人体内就含有６００￣９００ｇ的磷，Ｉ人体

2024年黑磷市场发展现状

2024年黑磷市场发展现状引言黑磷是一种具有特殊结构的二维材料，具有优异的电子、光学和热学性能。

近年来，黑磷材料在电子器件、光电子器件、光伏能源等领域受到了广泛关注。

本文将对黑磷市场的发展现状进行探讨。

黑磷的基本特性黑磷属于一种单层二维材料，其晶格结构呈现出网状的状貌。

黑磷具有较高的载流子迁移率，优良的热导率和光学特性，同时还有良好的柔性和可调控的能带结构。

由于这些优异的特性，黑磷在研发和应用领域有着广泛的前景。

黑磷在电子器件领域的应用黑磷具有优异的电子特性，适合应用于电子器件领域。

近年来，研究人员通过利用黑磷的独特性能，成功制备了多种高性能的电子器件，如场效应晶体管（FET）、逻辑门、谐振子等。

这些器件在低功耗电子器件、高速逻辑电路和灵敏传感器等领域有着广泛的应用。

黑磷在光电子器件领域的应用黑磷具有宽带隙和调控能带结构的特性，使其在光电子器件领域具有广阔的应用前景。

研究人员已经成功制备了一系列黑磷光电探测器、光触发器、光放大器等器件。

这些器件在光通信、光储存和光传感等领域有着潜在的应用价值。

黑磷在光伏能源领域的应用黑磷由于其在光学特性上的优异表现，使其成为太阳能电池领域的研究热点。

黑磷太阳能电池具有较高的光电转换效率和稳定性，且在低光强度环境下也有良好的性能。

但是，黑磷太阳能电池仍然存在一些挑战，如制备工艺复杂、成本高昂等问题，需要进一步研究和改进。

黑磷市场的发展趋势目前，黑磷材料的制备方法和性能调控技术正在不断改进和创新。

预计未来几年，黑磷市场将继续呈现稳定增长的态势。

随着技术进步和工艺改进，黑磷材料的生产成本将会逐渐降低，从而促进其在各个领域的大规模应用。

结论总体而言，黑磷作为一种具有特殊结构和优异性能的二维材料，具有广阔的应用前景。

通过进一步研究和开发，黑磷材料将在电子器件、光电子器件和光伏能源等领域发挥重要作用。

随着市场需求的增加和技术不断进步，黑磷市场有望实现良性发展，为相关产业做出更大的贡献。

黑磷等二维材料的非线性光学特性研究

黑磷等二维材料的非线性光学特性研究非线性光学是光子学的研究基础,广泛用于光信息技术、激光技术、材料分析和纳米光子技术中。

非线性光学效应是非线性光学研究的热点。

寻找具有大的非线性极化率、高损伤阈值和合适的响应时间的非线性光学材料一直是研究人员追寻的目标。

二维纳米材料具有优异的非线性光学效应,广泛用于激光器、光调制器和光开光等光电器件中,引起了科研人员的广泛关注。

石墨烯是最早发现的二维材料,具有工作带宽宽、非线性折射率大和响应时间快等优点,在激光器领域的应用已经逐渐成熟。

但是,石墨烯材料本身是零带隙的电子结构,特别是损伤阈值低、调制深度可调范围小和存在热效应等缺点限制了其在高能量激光器中的应用。

因此,科研人员进一步寻找具有宽波段饱和吸收特性、超快响应时间、低损耗阈值、大调制深度、高损伤阈值和低成本等优点的二维材料。

除了石墨烯外,拓扑绝缘体、过渡金属硫化物和黑磷等二维材料相继被制备出来。

这些二维材料具有不同的能带结构,展现了不同的物理、化学和电学等性质。

本文针对拓扑绝缘体和黑磷等二维材料的制备和非线性光学特性进行了系统的研究,取得了以下成果:（1）采用自下而上的实验方法制备拓扑绝缘体:硒化铋,得到了尺寸均一的双层硒化铋纳米片,厚度为3-7 nm。

实验结果表明,这种方法制备过程简单,重复率高,并且能控制硒化铋的尺寸。

这种制备超薄均匀的硒化铋纳米片的方法为其他二维材料的制备提供了新的思路,将有可能被推广到其他二维层状材料制备中。

此外,采用飞秒Z扫描技术,在800 nm波段,实验测得硒化铋在800nm和1565 nm波段具有良好的饱和吸收特性。

在800 nm,通过拟合得到硒化铋纳米片的饱和光强为32 GWcm-2,调制深度为88%。

在1565 nm,拟合得到的硒化铋纳米片的饱和光强为3.7 MWcm-2,调制深度为36%。

黑磷哪个厂家好哪个黑磷厂家好

黑磷哪个厂家好黑磷哪个厂家好？新材料黑鳞以其物理特性被视作是可以取代石墨烯，成为下一个新材料金矿。

黑磷作为一种新的二维材料，被视为能解决石墨烯性能上存在的一些问题的材料。

黑磷具有的几何及电子结构的性能，在晶体管、传感器、太阳能电池及光电子器件等领域应用前景广阔。

那么黑磷哪个厂家好？这里推荐先丰纳米公司。

下面就给大家介绍一下，黑鳞主要能够应用于哪些领域?1、场效应晶体管磷烯是一种带隙值为2eV的直接带隙半导体，且其带隙的大小可通过改变原子层数来调节，磷烯具有高的载流子迁移率，为磷烯场效应晶体管的实现提供了理论依据。

2、光电子器件由于黑磷是带隙较窄的直接带隙P型半导体，因此在光学和光电子领域具有很大的应用前景。

对磷烯的各向异性光学性能进行第一性原理研究表明，磷烯能吸收包括红外光和部分可见光沿扶手椅方向的偏正光，并透射沿锯齿方向的偏正光，这使得该材料在线性偏振器方面具有潜在应用价值。

3、生物应用具有二维层状结构的超小黑磷量子点作为另一种形式的二维材料展现了独特光学属性，同时因为磷是生物体内必须的元素，使其在生物医学领域的应用具有无可比拟的优势。

研究人员采用联合探头超声和水浴超声的液态剥离法制备了黑磷量子点，该超小黑磷量子点展示了优异的近红外光学性能和良好的生物相容性，并能显著杀死肿瘤细胞，拥有作为高效光热剂用于癌症治疗的巨大潜力。

4、光通信领域2016年6月，美国国家科学基金会授予阿肯色大学物理学家46.7万美元基金，用于研究黑磷在光通讯领域的潜力。

该项目将针对黑磷激子(半导体吸收光后，电子就会朝着能量向上移动，并留下一个空穴，电子和空穴结合，形成激子)进行建模并观察它的行为，从而实现在激子消失前对其操控的可能性。

如果想要了解更多关于黑磷的内容，欢迎立即咨询先丰纳米公司。

先丰纳米是江苏先进纳米材料制造商和技术服务商，专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、黑磷、银纳米线等发展方向，现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线。

新型二维半导体材料——黑磷

磷单质（同素异形体）
红磷
红磷是巨型共价分子，无定型结构，紫红色无定形粉末，无臭，具有金属光泽，在暗处不发磷光，无臭。不溶于水也不溶于二硫化碳以及乙醇等有机溶剂。用于制造农药和安形态最为稳定的一员。黑磷有四种晶体结构：正交、菱形、简单立方和无定形，常温常压下是正交晶型结构。
黑磷的结构
单层黑磷烯的制备
Plasma-assisted fabrication of monolayer phosphorene and its Raman characterization
二维黑磷的制备分为两部分，首先是块状黑磷的制备，其次是二维黑磷的制备。
黑磷晶体
多层黑磷烯
单层黑磷烯
极高载流子迁移率
可做成p型或n型半导体
通常做成n型半导体
黑磷的应用
作为锂离子电池的负极材料
Electrochemical Activity of Black Phosphorus as an Anode Material for Lithium-Ion Batteries J. Phys. Chem. C 2012, 116, 14772−14779
黑磷的电学性质
黑磷具有较高的迁移率/开关比，使其能应用到石墨烯力所不及的场效应晶体管中。目前，第一代的高速黑磷晶体管受益于黑磷独特的带隙性质带来的良好电流饱和性能，在电压和功率增益上显示出优越的电子辐射频率。未来预期在纳米电子学器件会有更大的应用。
电磁波频谱
TMDC ：MoS2 石墨烯：Graphene 黑磷烯：BP
黑磷的应用
Black Phosphorus and its Composite for Lithium Rechargeable Batteries Adv. Mater. 2007, 19, 2465–2468

二维材料综述

二维材料综述
二维材料是指厚度只有几个原子层的材料，它们在一个平面上具有宏观尺寸，
但在另一个平面上只有纳米尺度。

二维材料由于其独特的结构和性质，在过去几十年中引起了广泛的研究兴趣。

本文将对几种重要的二维材料进行综述，包括石墨烯、过渡金属二硫化物和黑磷等。

首先，石墨烯是最早被发现的二维材料，由碳原子构成的单层二维晶格结构。

石墨烯具有优异的导电性、热导性和机械性能，因此被广泛应用于电子器件、传感器和催化剂等领域。

除了石墨烯，过渡金属二硫化物也是一类重要的二维材料，其具有丰富的结构和性质。

过渡金属二硫化物在电子学、光学和磁学领域都有着重要的应用前景。

此外，黑磷是一种新型的二维材料，具有可调控的带隙和优异的光电性能，因此在光电子器件和柔性电子器件中具有广阔的应用前景。

除了上述几种二维材料外，还有许多其他类型的二维材料，如过渡金属氧化物、二硒化物和氮化物等。

这些二维材料在电子、光电子和能源领域都有着重要的应用价值。

随着二维材料的研究不断深入，人们对其性质和应用的理解也在不断提高，相信未来二维材料将会在许多领域展现出重要的作用。

总的来说，二维材料是一类具有重要应用前景的新型材料，其独特的结构和性
质使其在电子、光电子和能源领域具有广泛的应用价值。

随着对二维材料的深入研究，相信它们将会为人类社会带来更多的科技创新和发展。

化工：国内黑磷研究逐渐火热并取得了一定成果

近两年来，国内黑磷研究逐渐火热，并取得了一定成果。风险提示
1、研究进展缓慢；2、产业化应用不及预期。
相关研究： Table_Report
基础化工行业前瞻研究（四）：航空植保：助力农业现代化，发展需求强烈，空间可观基础化工行业前瞻研究（三）：绿色轮胎：轮胎产业升级大势所趋基础化工行业前瞻研究（二）：大气污染催生除尘需求，高端除尘材料产业稳步发展基础化工行业前瞻研究（一）：石墨烯：研发现状与产业化趋势
数据来源：CNKI、广发证券发展研究中心
获得高质量的二维黑磷是最为关键的制备环节，研究的思路类比于结构相似的
石墨烯制备，主要的研究集中于近两年。所以二维黑磷的制备仍在研究初步阶段，
产业化尚需时日。目前制备二维黑磷的方法主要有三种：机械剥离法、液相剥离法、
脉冲激光沉积法，其中机械剥离法是最常用的方法。
图1：黑磷的结构
数据来源：CNKI、广发证券发展研究中心
与石墨类似，黑磷的结构使其可以制备二维黑磷晶体。二维材料的某些性质是块体材料所没有的，目前石墨烯、二维过渡金属硫化物都是这个领域的先行者。单层黑磷优异于石墨烯和二维过渡金属硫化物的性能主要体现在半导体和光电性能，石墨烯有极高载流子迁移率，但它的零带隙效应使其无法实现半导体的逻辑开关；二维过渡金属硫化物（如MoS2）具有不错的半导体性能，其制备的晶体管还有良好的电信号调节性能，但它的载流子迁移率过低，限制了其在电子领域的应用。
表 1：二维材料半导体性能对比
石墨烯
带隙/eV 载流子迁移率/cm2·V-1·s-1
0 150000
数据来源：CNKI、广发证券发展研究中心
MoS2 1.8 200
薄层黑磷 0.3-1.5（可变） 1000（厚度 10nm 时）

少层黑磷纳米材料的光学性能及其在生物成像方面的应用

少层黑磷纳米材料的光学性能及其在生物成像方面的应用黑磷是一种新型二维材料,由于其独特的光学和电学性质,在近几年受到了广泛的关注。

从2014年至今,在光电子领域,黑磷已经被成功地应用于光电探测器、光电池、场效应晶体管和传感器等器件中。

在生物医学领域,由于黑磷具有高度生物兼容性,可用于癌症的光热治疗、光动力治疗、光声成像以及载药等。

基于此背景,本文研究了:1.特定尺寸的黑磷纳米颗粒（Black Phosphorus Nano-particles,BPNPs）的制备方法及其表征。

本文利用改良的液相剥离法制备出了横向尺寸约为35±5 nm,纵向尺寸约为6±1.5 nm的BPNPs,并用透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）及拉曼光谱对其进行了表征。

2.BPNPs表面包裹介孔二氧化硅的方法。

本文首次提出了一种在BPNPs表面均匀包裹一层厚度为8-11 nm的介孔二氧化硅（BPNPs@mSiO2）的方法。

用介孔二氧化硅包裹BPNPs有三大作用:提高BPNPs的分散性,防止纳米颗粒团聚在一起;保护BPNPs,减缓其被氧化的速度;延长BPNPs的光致发光寿命。

3.BPNPs和BPNPs@mSiO2的生物毒性及细胞内稳定性。

此研究利用MTS方法,测试了不同浓度梯度的BPNPs和BPNPs@m SiO2在不同时间段对不同细胞生存率造成的影响。

实验结果说明BPNPs和BPNPs@m SiO2在50 g/m L的剂量范围内无明显细胞毒性。

通过拉曼成像,测定了细胞内BPNPs的拉曼光谱,并与纯材料的拉曼光谱进行了比较,证明了BPNPs在细胞内的稳定性。

4.BPNPs和BPNPs@mSiO2的光致发光（Photoluminescence,PL）性能。

黑磷量子点

黑磷量子点介绍黑磷量子点是一种新型的纳米材料，由黑磷片层通过机械或化学方法制备而成。

黑磷是一种具有特殊电子结构的二维材料，其具有优异的光学、电学和磁学性质，因此被广泛研究和应用于光电子学、催化剂和生物医学等领域。

量子点是一种具有纳米尺寸的半导体晶体，其可以通过调控其粒径来调节其光学性质和电学性质。

黑磷量子点将这两种材料的优点结合起来，展现了广阔的应用前景。

制备方法黑磷量子点的制备方法多样，常见的有两种：机械剥离法和化学合成法。

机械剥离法机械剥离法是一种通过机械手段将黑磷片层剥离成黑磷量子点的方法。

首先，将黑磷与适当的基底材料相结合，然后通过机械剥离的方式，使用刮刀、胶带等工具将黑磷片层逐渐剥离成黑磷量子点。

这种方法简单易行，但是产量较低且难以控制粒径。

化学合成法化学合成法是一种通过化学反应将黑磷转化为黑磷量子点的方法。

最常用的方法是热分解法和溶剂热法。

热分解法是将含有黑磷前体的溶液加热至一定温度，通过热解反应生成黑磷量子点。

溶剂热法是将黑磷前体溶于适当的溶剂中，并加热至一定温度，经过短暂的反应时间就能获得黑磷量子点。

这两种方法制备的黑磷量子点通常具有较好的粒径控制和产量，适用于大规模制备。

特性与性质黑磷量子点具有许多特殊的光学、电学和磁学性质，使其在各种领域具有广泛的应用前景。

黑磷量子点具有宽带隙的能带结构，使其能够吸收和发射多种波长的光。

具体来说，黑磷量子点在紫外到近红外波段内都有较好的吸收和发射性能，可用于制备高效的光伏材料、光电传感器和发光二极管等。

电学性质黑磷量子点的导电性能与其形状和尺寸密切相关。

较大的黑磷量子点通常是半导体，而较小的黑磷量子点则可以表现出金属性质。

这种尺寸效应使得黑磷量子点具有许多独特的电学性质，如电子输运和载流子寿命等。

这些性质使得黑磷量子点在电子器件、逻辑电路和传感器等领域有着广泛的应用。

磁学性质黑磷量子点的磁学性质与其形状和尺寸也密切相关。

较大的黑磷量子点通常具有非磁性，而较小的黑磷量子点则可能表现出磁性行为。